嫦娥三号在国际上首次实现了月基近紫外巡天观测，填补了国际上GALEX卫星巡天在低银纬天区的部分空白。同时，嫦娥三号还进行了月表形貌与地质构造调查、月表物质成分和可利用资源调查、地球等离子体层探测和月基光学天文观测等科学任务。

其中，嫦娥三号上的月基光学望远镜发现了一些新的天文现象，如发现一个罕见的处于双星快速物质交流演化过程中的天体、发现一批处于双星慢速物质交流演化过程中的样本、发现一个处于六星系统中的半相接型密近双星、发现密近双星普遍存在于多星系统的可能性等。